(57)【要約】  全表面駆動接触を伴う駆動システムを提供する。駆動システムは、典型的なビットと凹部との反作用（駆動）トルク値で、表面接触のパターンまたは領域を最大化するのに役立ち、それによってビットと凹部との表面接触応力、コーティングの損傷、凹部の広がり、ならびにビットの早期の疲労破損を最小化するのに役立つ。駆動システムはファスナ、および／またはビットを含み、これらは多角形インボリュート、あるいは単一の弧構造で形成された駆動表面を備える凹部を有する。また、ファスナまたはビットのいずれかに凹部を形成するためのパンチも提供され、パンチは対応する表面を有する。【選択図】図１
2019529827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部駆動輪郭、および凹部のうちの少なくとも１つを含むファスナであって、
駆動表面は、少なくとも前記外部駆動輪郭上でかつ前記凹部内にあり、
前記駆動表面はそれぞれ、多角形インボリュート、および単一の弧構造のうちの少なくとも１つで形成される、
ファスナ。
【請求項２】
前記外部駆動輪郭、および前記凹部のうちの少なくとも１つが複数のローブを備え、
各ローブが多角形インボリュートで形成される、
請求項１に記載のファスナ。
【請求項３】
各ローブが、２つの弧を含む多角形インボリュートで形成される、
請求項３に記載のファスナ。
【請求項４】
各弧の半径が異なり、かつ各弧の半径が一定であり、それぞれが円のセグメントである、
請求項３に記載のファスナ。
【請求項５】
各ローブ同士の間に壁をさらに有し、
前記壁が平坦である、
請求項３に記載のファスナ。
【請求項６】
各ローブ同士の間に壁をさらに有し、
前記壁が、凹円形、凸頂点、および凹頂点のうちの少なくとも１つである、
請求項３に記載のファスナ。
【請求項７】
前記外部駆動輪郭の上面が、少なくとも平坦、および湾曲している、
請求項１に記載のファスナ。
【請求項８】
前記外部駆動輪郭の前記上面が、そこに形成された凹部を有する、
請求項７に記載のファスナ。
【請求項９】
前記外部駆動輪郭の前記上面が、そこに形成された六角形の凹部を有する、
請求項７に記載のファスナ。
【請求項１０】
前記各ローブの先端が切断されている、
請求項１に記載のファスナ。
【請求項１１】
前記ローブ同士の間に壁を有し、
前記壁が、内方向および外方向の少なくとも１つにおいて先細になっている、
請求項１に記載のファスナ。
【請求項１２】
前記凹部内に中柱をさらに有する、
請求項１に記載のファスナ。
【請求項１３】
表面を有するビットまたはパンチであって、
前記表面は、多角形インボリュート、および単一の弧構造のうちの少なくとも１つで形成される、
ビットまたはパンチ。
【請求項１４】
前記ビットが、複数の溝を含み、
各溝が、多角形インボリュートで形成された表面を備える、
請求項１３に記載のビットまたはパンチ。
【請求項１５】
前記ビットが複数の溝を含み、
各溝が、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成された表面を備える、
請求項１３に記載のビットまたはパンチ。
【請求項１６】
各弧の半径が異なり、かつ各弧の半径が一定であり、それぞれが円のセグメントである、
請求項１５に記載のビットまたはパンチ。
【請求項１７】
各溝同士の間に壁をさらに備え、
前記壁が平坦である、
請求項１５に記載のビットまたはパンチ。
【請求項１８】
各溝同士の間に壁をさらに備え、
前記壁が凹円形である、
請求項１５に記載のビットまたはパンチ。
【請求項１９】
各溝同士の間に壁をさらに備え、
前記壁が凸頂点である、
請求項１５に記載のビットまたはパンチ。
【請求項２０】
各溝同士の間に壁をさらに備え、
前記壁が凹頂点である、
請求項１５に記載のビットまたはパンチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年３月１６日に出願された米国特許出願第１５／０７２０２８号の一部継続出願であり、２０１５年３月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／１３５３９０号の利益を主張し、その両方が、その全体を参照することにより本願に組み込まれる。また本出願は、２０１６年９月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／３９５０９６号の利益を主張し、これもまた、その全体を参照することにより本願に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、ビットおよびファスナを含む駆動システムなどの駆動システム、ならびにファスナに凹部を形成するためのパンチに関する。
【背景技術】
【０００３】
典型的なファスナ駆動システムの設計または幾何学的形状は、駆動工具（すなわち、ビット）とファスナ駆動形状（すなわち、凹部）との間にさまざまな表面接触をもたらす。例えば、いくつかの駆動システムの幾何学的形状は「点」接触表面パターンとなり、ビットが回転して（ゼロ近傍の反作用トルクで）凹部と最初に接触すると、ビットは凹部に点（または凹部の周りの複数の点）で接触する。
【０００４】
他の駆動システムの幾何学的形状は「線」接触表面パターンとなり、ビットが回転して最初に接触すると、ビットは凹部に複数の線で接触する。ビットをファスナの凹部内に嵌め込むためには、ビットと凹部との間に、ある種のギャップが存在しなければならない。ビットが回転するにつれ、ビットと凹部とのギャップは、凹部の側壁との線接触があるまで狭くなる。点接触システムと線接触システムの両方は、駆動システム全体にわたる大きな応力を発生させ、またビットに破損を加える可能性がある。
【０００５】
さらに他の駆動システムの幾何学的形状は、ビットの端部から凹部の上部までの「領域」接触表面パターンとなる。一般に、「領域」接触表面パターンは「線」接触表面パターンよりも有益であり、「線」接触表面パターンは「点」接触表面パターンよりも有益である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、「領域」接触表面パターンに関してさえ、ビットと凹部との反作用トルク（すなわち、駆動トルク）が増加するにつれ、駆動ビットの幾何学的形状は弾性的に歪み（すなわち、捩れ、また圧縮され）、凹部の幾何学的形状も弾性的に歪み（すなわち、圧縮され）、これによりビットと凹部との接触表面パターンが変化し、ビットの端部から凹部の上部に向かうずれを引き起こす。反作用トルクが増加するにつれ、表面接触パターン領域は減少する傾向があり、そのためビットと凹部との接触応力がさらに増加する。凹部の上部で接触応力が増加すると、ファスナの仕上げ（すなわち、コーティング）が損傷する場合があり、また凹部の破損（リームアウト）につながる場合がある。ビットで増加した接触応力（および捩れ）は、早期摩耗、凹部の破損、ならびに疲労破損を引き起こす場合がある。
【０００７】
本発明の実施形態の目的は、全表面駆動接触を伴う駆動システムを提供することである。
【０００８】
本発明の実施形態の目的は、典型的なビットと凹部との反作用（駆動）トルク値で、表面接触のパターンまたは領域を最大化するのに役立ち、それによってビットと凹部との表面接触応力、コーティングの損傷、凹部の広がり、ならびにビットの早期の疲労破損を最小化するのに役立つ、駆動システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
簡単に言えば、本発明の実施形態は、ファスナを含む駆動システムを提供し、ファスナは、１つ以上の弧で形成されるか、または単一の弧構造である多角形インボリュートで形成された駆動表面を備える。駆動表面を画定する弧に関しては、好ましくは各弧が一定の半径を有する（すなわち、円のセグメントである）。
【００１０】
本発明の他の実施形態は、１つ以上の弧で形成された多角形インボリュートで形成される駆動表面を含むか、または単一の弧構造であるビットを提供する。駆動表面を画定する弧に関しては、好ましくは各弧が一定の半径を有する（すなわち、円のセグメントである）。
【００１１】
本発明の別の実施形態は、１つ以上の弧で形成されるか、または単一の弧構造である多角形インボリュートで形成された表面を備える、パンチを提供する。表面を画定する弧に関しては、好ましくは各弧が一定の半径を有する（すなわち、円のセグメントである）。
【００１２】
本発明の構造および動作の構成および方法は、さらなる目的および利点とともに、同様の参照番号が同様の要素を特定する添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による、凹部（またはパンチ）を示す。
【図２】図１に示す凹部に対応する、ビットの断面図である。
【図３】図１の凹部に挿入された、図２のビットを示す。
【図４】図３に似た図であるが、ビットが回転されて凹部の駆動壁と全表面接触した後の、ビットおよび凹部を示す。
【図５】全表面接触を明確に示す拡大図である。
【図６】ビットが回転される前の、ビットと凹部との間のギャップを示す拡大図である。
【図７】図１に示した凹部の部分を示すと同時に、そのいくつかの寸法を示す。
【図８】図１に示した凹部の部分を示すと同時に、そのいくつかの寸法を示す。
【図９】図２に示したビットの部分を示すと同時に、そのいくつかの寸法を示す。
【図１０】図２に示したビットの部分を示すと同時に、そのいくつかの寸法を示す。
【図１１】図１に示した凹部に関する図を示す。
【図１２】図１に示した凹部に関する別の図を示す。
【図１３】図１に示した凹部に関するさらに別の図を示す。
【図１４】代替的な実施形態に関する図を示す。
【図１５】代替的な実施形態に関する別の図を示す。
【図１６】代替的な実施形態に関するさらに別の図を示す。
【図１７】代替的な実施形態に関するさらに別の図を示す。
【図１８】代替的な実施形態に関するさらに別の図を示す。
【図１９】代替的な実施形態に関するさらに別の図を示す。
【図２０】代替的な実施形態に関するさらに別の図を示す。
【図２１】代替的な実施形態に関するさらに別の図を示す。
【図２２】実施形態を比較した図である。
【図２３】凹部のローブ同士の間に設けられた、延在している壁を示す。
【図２４】凹部のローブ同士の間に設けられた、別の形で延在している壁を示す。
【図２５】凹部のローブ同士の間に設けられた、さらに別の形で延在している壁を示す。
【図２６】凹部のローブ同士の間に設けられた、さらに別の形で延在している壁を示す。
【図２７】凹部のローブ同士の間に設けられた、さらに別の形で延在している壁を示す。
【図２８】本発明の代替的な実施形態を示す。
【図２９】本発明の別の代替的な実施形態を示す。
【図３０】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図３１】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図３２】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図３３】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図３４】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図３５】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図３６】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図３７】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図３８】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図３９】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図４０】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図４１】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図４２】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図４３】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図４４】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図４５】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図４６】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図４７】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図４８】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図４９】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図５０】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図５１】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図５２】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【図５３】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、さまざまな形の実施形態が可能であるが、本開示が本発明の原理の例示とみなされ、図示されているものに本発明を限定することは意図されていないという理解をもって、図面に示し本明細書で詳細に説明する、特定の実施形態が存在する。
【００１５】
本明細書では、本発明の複数の実施形態が開示される。各実施形態は、全表面駆動接触（ＦＵＬＬ  ＳＵＲＦＡＣＥ  ＤＲＩＶＥ  ＣＯＮＴＡＣＴ）を伴う駆動システムを提供する。具体的には、各実施形態はファスナを含み、ファスナは、多角形インボリュート（ｐｏｌｙｇｏｎ  ｉｎｖｏｌｕｔｅ）で形成されるか、あるいは単一の弧構造（ｓｉｎｇｌｅ  ａｒｃ  ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）として設けられた、駆動表面（ｄｒｉｖｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）を備える凹部を有する。
【００１６】
用語「インボリュート」に関しては、インボリュートは点の軌跡であり、その点は最初は基礎円上にあり、円の接線に沿った接触の正接点までのその直線距離が、始点から接触の瞬間点までの円弧に沿った距離と等しくなるように動く。あるいは、インボリュートは、直線が滑ることなく円周の周囲を回転するときは、直線上の点の軌跡である。インボリュートは、例えば、紐または一片の綿の端部が円筒形のリールから巻き出されるときに、紐または綿が描き出す軌道として最もよく視覚化される。
【００１７】
インボリュート輪郭を生成するために、例えば、円筒から紐をほどくことによって、線を描くことが可能である。円筒は、基礎円と呼ぶことができる。このほどく間におけるどの時点でも、母線（すなわち、紐）は円筒と正接し、インボリュート曲線に対して直角である。２つのインボリュート輪郭が互いに接触していた場合、母線は両方の円筒に対して正接し、これはしばしば圧力線（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｌｉｎｅ）と呼ばれる。
【００１８】
数学的に、インボリュート曲線は次の数式から得られる。
【００１９】
【数１】
2019529827.tif 000003
【００２０】
Ｒ＝インボリュート上の任意の点までの半径、θ＝インボリュートの始点から半径Ｒまでの角度、β＝紐がほどかれなければならない角度である。
【００２１】
母線の長さは
【数２】
2019529827.tif 000004
と等しく、また、次の式で表されるように、角度βで範囲を定められた基礎円の周の長さと等しい。
【００２２】
【数３】
2019529827.tif 000005
【００２３】
代入すると以下のようになる。
【００２４】
【数４】
2019529827.tif 000006
【００２５】
これにより、インボリュート曲線を極座標（Ｒ、θ）に描画することが可能になる。
【００２６】
角度は、以下の式の形で、圧力角（φ）の関数として書くことが一般的である。
【００２７】
【数５】
2019529827.tif 000007
【００２８】
ここでＩｎｖφはインボリュート関数であり、その値はさまざまなギヤに関する多くの書籍で表にまとめられている。そして、この関数は、異なる半径における歯の厚さ（Ｔ１）の測定など、以下の数式を用いて多くの計算に利用することができる。
【００２９】
【数６】
2019529827.tif 000008
【００３０】
本発明を構成するファスナ、ビット、パンチなどは、現実の製造工程および材料が与えられた場合、顕微鏡下では完全な多角形インボリュートではない駆動表面を有してもよいことを指摘しておく。
【００３１】
図１は、ファスナ１１の凹部などの、凹部１０その他の構造を示し（図１は、パンチ１０の端部表面の輪郭も示し得る）、凹部１０は本発明の好ましい実施形態によるものである。具体的には、凹部１０は複数のローブ（ｌｏｂｅ）１２を設けるように構成され、各ローブ１２は、多角形インボリュートで形成された駆動表面１４を有する。好ましい実施形態では、各駆動表面は、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成され、各弧は異なる半径を有するが、各弧は一定の半径を有する（すなわち、各弧は円のセグメントである）。各ローブ１２同士の間には、隣接するローブ１２同士の間に延在する壁１８を設ける溝１６がある。これらの壁１８、およびこれらの壁１８がとり得る別の形状は、以下でより詳しく説明する。
【００３２】
図２は、ビット２０などの対応する外部駆動装置の断面図を示し、ビット２０は、図１に示す凹部１０に関連して設けられ、ビット２０は本発明の好ましい実施形態によるものである。具体的には、ビット２０の外部表面の輪郭は、ビット２０が凹部１０に挿入可能になるように、また凹部１０が形成されたファスナを駆動させるために、時計回りまたは反時計周りのいずれかの方向に回転可能になるように、図１に示す凹部１０の輪郭と対応する。
【００３３】
ビット２０は、凹部１０に対応する。したがって、ビット２０は複数のローブ２１を含み、ローブ２１のそれぞれは、多角形インボリュートで形成された駆動表面または駆動壁２４を含む。より具体的には、好ましくは、駆動表面２４は、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成され、また各弧は一定の半径を有する（すなわち、円のセグメントである）。好ましくは、溝２１同士の間の壁２３はそれぞれ、以下でより完全に説明するように、平坦、凹円形、凸頂点、凹頂点のうちの少なくとも１つである。
【００３４】
ビット２０が最初に凹部１０に挿入されると、ビット２０および凹部１０は図３に示すように見え、ビット２０の駆動壁２４と、凹部１０の駆動壁１４との間にギャップ２１がある。その後、ビット２０を時計回りに回転させたとすると、ビット２０と凹部１０は図４に示すように見え、ビット２０の前壁２６は、凹部１０の対応する駆動壁１４に係合し、ビット２０の後壁２８は、凹部１０の対応する駆動壁１４から離間して、ギャップ２２ができる。
【００３５】
ビット２０の前壁２６と、凹部１０の対応する駆動壁１４との全表面接触は、ビット２０の前壁２６の１つと、凹部１０の駆動壁１４の１つとの間の接触面の拡大図を示す図５で最もよく見ることができる。全表面接触は、点３０から点３２まで延びる。一方、ビット２０が回転する前の、ビット２０の前壁２６と、凹部１０の対応する駆動壁１４との間のギャップ２１は、ビット２０の前壁２６の１つと、凹部１０の対応する駆動壁１４の拡大図を示す図６で最もよく見ることができる。図４に示すように、点３０と点３２との間の表面接触を除いて、ビット２０と凹部１０との間のギャップ２２は一定であり、好ましくはビット２０が回転する間は一定のままである。
【００３６】
本明細書には他の構成が開示されているが、図１および図２に示す、２つの弧の多角形インボリュート構成が好ましい。この構成では、ブレンド半径（ｂｌｅｎｄ  ｒａｄｉｕｓ）（すなわち、各弧の間の部分）が浸食されることはない（ｄｏｅｓ  ｎｏｔ  ｇｅｔ  ｗａｓｈｅｄ  ａｗａｙ）。さらに、ビットと凹部との間に最小のギャップ２２が設けられる。各弧は異なる半径を有することが好ましく、各弧は一定の半径を有することが好ましい（すなわち、各弧は円のセグメントである）。図１に示すＡおよびＢの寸法は直径である。このような直径を有することで、この特徴の測定を補助し、Ａ寸法の幅をよりローブ状に近くし、頭部成形工具が欠損する可能性を低減し、ローブにおけるビット領域を増やす。
【００３７】
図７は、図１に図示する凹部の一部を示し、またいくつかの寸法を表示する。図８は、凹部の駆動壁の１つのみを示し、２つの弧の各半径（Ｒ１およびＲ２）を含む、いくつかの他の寸法を示す。図示されているように、Ｒ１はＲ２と等しくないが、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ一定である。各寸法の実際の数値に関しては、１つの特定の実施形態では、例えば（すべての数値がインチで）Ｒ１＝０．０１９８７５２７７８、Ｒ２＝０．０３９７５０５５５６、Ａ＝０．１５５、Ｂ＝０．１２０６、Ｆａ＝０．００８６、Ｆｂ＝０．０３６０７５９５５６、Ｅａ＝０．００８６、Ｅｂ＝０．０３６０７５９５５６、Ｐ＝０．０６８９、Ｓ＝０．０６８９、Ｒａ＝０．００７、ならびにＲｂ＝０．００５である。ＧｒおよびＧに関して、Ｇｒは１７．９０２１４４２０９２度であってもよいし、Ｇ（ＲＥＦ）は１８．９７１６１５７２３２度であってもよい。これは本発明の単なる一実施形態であり、本発明の範囲内に留まりながら、他の多くの寸法、形状などがすべて可能である。
【００３８】
図９および図１０は、図７および図８と類似しているが、図２に示すビット２０に関する。図示されているように、ビットは凹部に対応する形状を有する。図１１から図１３は２つの弧構造に関する複数の図を示しており、見た通りの図である。
【００３９】
図１４から図１６は、代替的な実施形態に関する複数の図を示し、これも見た通りの図である。具体的には、図１４から図１６は、凹部の各駆動壁が、１つの弧を含む多角形インボリュートで形成されるように設けられ、弧が一定の半径を有する（すなわち、弧は円のセグメントである）構成を示す。
【００４０】
図１７から図１９は、さらに別の実施形態に関する複数の図を示し、見た通りの図である。具体的には、図１７から図１９は、凹部の各駆動壁が、３つの弧を含む多角形インボリュートで形成されるように設けられ、各弧は異なる半径を有するが、各弧は一定の半径を有する（すなわち、各弧は円のセグメントである）構成を示す。
【００４１】
図２０から図２１は、さらに別の実施形態に関する複数の図を示し、見た通りの図である。具体的には、図２０および図２１は、凹部の各駆動壁が単一の弧構造であるように設けられ、弧の半径が一定である（すなわち、弧は円のセグメントである）構成を示す。
【００４２】
図２２は、異なる実施形態を比較した図である。参照番号２００は円インボリュート高精度（ｃｉｒｃｌｅ  ｉｎｖｏｌｕｔｅ−ｈｉｇｈ  ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）を示し、参照番号２０２は多角形インボリュート−１弧を示し、参照番号２０４は多角形インボリュート−２弧を示し、参照番号２０６は多角形インボリュート−３弧を示し、参照番号２０８は１弧構造（垂直弧）を示す。
【００４３】
図１および図２は、ローブ１２同士の間の壁１８が平坦であるように設けられた構成を示す。これは図２３に非常によく示されており、左側に凹部１０、右側にビット２０が示されている。これは壁１８に関して好ましい構成であり、その理由は、この構成であれば、壁１８が集合的に六角形を画定し、その結果、六角工具を凹部に挿入して、（図２３の右側に示した、対応するビットに加えて）ファスナを駆動するために使用できるからである。
【００４４】
図２４から図２７はそれぞれ代替的な実施形態を示し、各事例において凹部は左側に示され、対応する（同様に形成された）ビットは右側に示されている。図２４に示す実施形態では、溝同士の間の壁１８はそれぞれ半円形（すなわち、凸円形）であり、参照番号４０の円を特定する。
【００４５】
図２５に示す実施形態では、ローブ１４同士の間の壁１８はそれぞれ凹円形である。図２６に示す実施形態では、ローブ１４同士の間の壁１８はそれぞれ凸頂点である。図２７に示す実施形態では、ローブ１４同士の間の壁１８はそれぞれ凹頂点である。
【００４６】
本明細書で開示したどの凹部も、深部が具体的に示されず、また説明されていないが、どの凹部の深部も、用途および駆動システムの所望の特性に応じて、任意の適切な形状をとることができる。例えば、深部は、平坦にすることができ（例えば、凹部の底部の深部は平坦にすることができる）、円錐形にすることができ、球状の底部などにすることができる。例えば、深部は、各駆動壁が凹部内に入り込むのに関して、半円筒形になるようにしてもよい。
【００４７】
本明細書で開示したどの凹部にも係合するように提供されるビットに関して、好ましくは、ビットはややらせん状になるように（すなわち、予め捩れて）設けられる。このようにして、領域接触パターンを使用することにより、凹部の幾何学的形状は、対応するややらせん状のビットの幾何学的形状と組み合わされる。その結果、ゼロ近傍の反作用トルク（ｎｅａｒ  ｚｅｒｏ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｔｏｒｑｕｅ）で、ビットの端部はまず凹部に接し、トルクが増すにつれ、ビットと凹部との表面接触パターン領域は拡張して、ビットの端部から凹部の上部まで延びる。
【００４８】
本発明の実施形態は、ファスナの頭部において凹部の形状で実施されるものとして説明してきたが、実施形態は、説明した凹部と一致する外部輪郭を有する（ビットなどの）外部駆動装置の形状をとってもよい。実際に、本明細書で提供する図面は、そのような実施形態にも適用されるであろう。さらに、図面は６ローブシステムを示すが、本発明は、より多くのローブを含むシステム、または３、４、５個のローブシステムなど、より少ないローブを含むシステムに関して実施することができる。
【００４９】
図２８から図３１は、本発明の実施形態による、外部駆動輪郭（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｄｒｉｖｅ  ｐｒｏｆｉｌｅ）１０２を有するファスナ１００を示す。外部駆動輪郭１０２は複数のローブ１０４を含み、各ローブ１０４は、多角形インボリュートで形成された駆動表面または駆動壁１０６を含む。より具体的には、好ましくは、各駆動表面１０６は、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成され（または単一の弧構造であり）、各弧は一定の半径を有する（すなわち、各弧は円のセグメントである）。各駆動表面１０６同士の間の壁１０８は、他の実施形態に関して前述したように、多くのさまざまな形態および形状をとることができる。図２９および図３０に示すように、外部駆動輪郭１０２は、湾曲した上面１１０を有してもよい。シャフト１１２（図２９ではその一部のみを示す）は、好ましくはそこに形成されたねじ（線１１４で示す）を有する。
【００５０】
図３２から図３４は、図２８から図３１に示されているものとよく似たファスナ１２０を示し、上面１２２が（湾曲しているのではなく）平坦であり、そこに形成された六角形の凹部１２４を有し、各ローブ１２６が、上面１２２に近接して切断部１２８を有するところのみが異なっている。このような相違により、（すなわち、図２８から図３１に示すファスナ１００と比較して）軽量化されるだけでなく、六角形の凹部１２４を介して別の内部駆動表面が提供される。図３５は、同じファスナ１２０を示しているが、六角形の凹部１２４がないか、または六角形の凹部１２４が（パンチなどで）形成される前のファスナ１２０を示す。凹部１２４は、対応する形状のドライバで駆動できる駆動表面を設けるために、六角形以外の形状をとることができる。
【００５１】
図３６は、ビット（すなわち、ドライバ）１４０を示し、ファスナの標準的な凹部に対面して（ｖｉｚ−ａ−ｖｉｚ）嵌合するスティックになるように構成されたローブ１４４を備える、駆動表面輪郭１４２を有する。ビットの駆動表面輪郭１４２は、多角形インボリュートで形成された駆動表面１４６を有する。より具体的には、好ましくは、各駆動表面は、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成され（または単一の弧構造であり）、各弧は一定の半径を有する（すなわち、各弧は円のセグメントである）。駆動表面１４６同士の間の壁１４８は、他の実施形態に関して前述したように、多くのさまざまな形態および形状をとることができる。図示されているように、ビット１４０の端面１５０は、平坦にすることができる。
【００５２】
図３７は、本発明の別の実施形態による、凹部１６２を有するファスナ１６０を示す。凹部１６２はローブ１６４を備え、各ローブ１６４は、多角形インボリュートで形成された駆動表面または駆動壁１６６を含む。より具体的には、好ましくは、各駆動表面１６６は、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成され（または単一の弧構造であり）、各弧は一定の半径を有する（すなわち、各弧は円のセグメントである）。各駆動表面１６６同士の間の壁１６８は、他の実施形態に関して前述したように、多くのさまざまな形態および形状をとることができる。好ましくは、壁１６８が凹部に入り込むにつれて、壁１６８は内方向に先細になる（すなわち、壁１６８は凹部１６２の中に下がっていくので、壁１６８と、凹部１６２内で１８０度離れた壁１６８との間の距離は、凹部１６２の上部１７０において最大になる）。
【００５３】
図３８は、図３７に示すファスナ１６０を駆動させるのに使用できる、ビット１７２の部分図を示す。図３８に示すように、ビット１７２は、形状がファスナ１６０の凹部１６２に対応し、かつローブ１７４を有し、各ローブ１７４は、多角形インボリュートで形成された駆動表面または駆動壁１７６を有する。より具体的には、好ましくは、各駆動表面１７６は、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成され（または単一の弧構造であり）、各弧は一定の半径を有する（すなわち、各弧は円のセグメントである）。各駆動表面１７６同士の間の壁１７８は、他の実施形態に関して前述したように、多くのさまざまな形態および形状をとることができる。しかしながら、好ましくは、壁１７８が、ビット１７２の端部１８０からビット１７２に沿って進むにつれて、壁１７８は外方向に先細になる（すなわち、壁１７８はビットに沿って下向きに進む（すなわち、点１８２に向かって移動する）ので、壁１７８と、１８０度離れた壁１７８との間の距離は、ビット１７２の端部１８０において最小になる）。
【００５４】
図３９は、ファスナ１６０（図３７を参照）の凹部１６２に挿入されたビット１７２（図３８を参照）を示す断面図であり、見た通りの図である。
【００５５】
図４０および図４１は、それぞれファスナ１９０、およびビット２００を示し、それぞれ本発明の実施形態によるものであり、壁１９２、２０２が先細になるのではなく、壁１９４、２０４が先細になる一方で、これらの壁１９２、２０２が直線上になることを除き、図３７および図３８に示すファスナ１６０、およびビット１７２によく似ている。具体的には、ファスナ１９０（図４０を参照）における、凹部１９７の各ローブ１９６の壁１９４は、壁１９４が、凹部１９７の端部１９９から凹部１９７の中に下がっていくにつれて、内方向に先細になる。これに応じて、ビット２００（図４１を参照）の各ローブ２０６の壁２０４は、壁２０４が、ビット２００の端部２０８からビットに沿って下がっていく（すなわち、線２１０に向かって移動する）につれて、外方向に先細になる。
【００５６】
図４２は、中柱（ｃｅｎｔｅｒ  ｐｏｓｔ）２２４を含む凹部２２２を有するファスナ２２０を示し、これは、ローブ２２６と溝２２８との間の空間が等しくない、５ローブ駆動システムを効果的に提供する。ファスナ２２０は、本発明の実施形態によるものである。各ローブ２２６は、多角形インボリュートで形成された駆動表面２３０を有する。より具体的には、好ましくは、各駆動表面２３０は、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成され（または単一の弧構造であり）、各弧は一定の半径を有する（すなわち、各弧は円のセグメントである）。駆動表面２３０同士の間の壁２３２は、他の実施形態に関して前述したように、多くのさまざまな形態および形状をとることができる。
【００５７】
図４３から図５０は、さまざまな輪郭（そのそれぞれが、ファスナの凹部、ファスナに凹部を作るためのパンチ、またはファスナを駆動させるためのビットに対応することができる）を示し、さまざまな数のローブが示され、各ローブは、ローブの端部まで延びる駆動表面を有する。具体的には、図４３、図４７、および図４８に示す各形状は、６つのローブ２５０を有し、図４４、図４５、図４６、および図４９に示す各形状は、３つのローブ２５０を有し、図５０に示す形状は、４つのローブ２５０を有する。いずれにせよ、各ローブ２５０は、多角形インボリュートで形成された駆動表面２５２を有する。より具体的には、好ましくは、各駆動表面２５２は、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成され（または単一の弧構造であり）、各弧は一定の半径を有する（すなわち、各弧は円のセグメントである）。駆動表面２５２同士の間の壁２５４は、他の実施形態に関して前述したように、多くのさまざまな形態および形状をとることができる。
【００５８】
図５１は、先細の形状の凹部２６２を有する、ファスナ２６０を示し、凹部２６２の底部に丸いパイロット（ｐｉｌｏｔ）２６４を備える。凹部２６２は、等しくないローブ２６６と溝２６８とを有し、これはつまり、ローブ２６６または溝２６８が凹部２６２の中に下がっていくにつれて、それぞれの幅が変化することを意味する。図５２は、図５１に示すファスナ２６０と非常によく似たファスナ２７０を示しているが、ファスナ２７０は等しいローブ２７２と溝２７４とを有し、これはつまり、ローブ２７２または溝２７４が凹部２７６の中に下がっていくにつれて、それぞれの幅が変化しないことを意味する。各ファスナ２６０、２７０は、本発明の実施形態によるものである。各ファスナ２６０、２７０のローブ２６６、２７２は、多角形インボリュートで形成された駆動表面２６７、２７８を有する。より具体的には、好ましくは、各駆動表面２６７、２７８は、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成され（または単一の弧構造であり）、各弧は一定の半径を有する（すなわち、各弧は円のセグメントである）。駆動表面２６７、２７８同士の間の壁２６９、２８０は、他の実施形態に関して前述したように、多くのさまざまな形態および形状をとることができる。ローブ２６６、２７２、溝２６８、２７４のいずれか、またはその両方は、ローブ２７２または溝２７４が、凹部２７６の底部にあるパイロット２８２に向かって、凹部２７６の上部から凹部の中に下がっていくにつれて、内方向に先細になるように設けることができる。
【００５９】
図５３は、ファスナの凹部、ファスナに凹部を作るためのパンチ、またはファスナを駆動させるためのビットに効果的に対応できる、７ローブの駆動輪郭３００を示す。輪郭は本発明の実施形態によるものであり、各ローブ３０２は、多角形インボリュートで形成された駆動表面３０４を有する。より具体的には、好ましくは、各駆動表面３０４は、２つの弧からなる多角形インボリュートで形成され（または単一の弧構造であり）、各弧は一定の半径を有する（すなわち、各弧は円のセグメントである）。駆動表面同士の間の壁３０６は、他の実施形態に関して前述したように、多くのさまざまな形態および形状をとることができる。図示されているように、輪郭は中柱３０８を含むことができる。取り付け済みのファスナの凹部中央に設けられた場合、中柱は、ファスナを取り外すのに特定の工具のみを使用できるよう、ファスナが耐タンパ性をもつように設けられる。また、輪郭が７つのローブを有することにより、ローブの数が違う（すなわち、４ローブ、５ローブ、または６ローブ）などの、適合しない駆動工具がファスナに使用されるのを防止する。
【００６０】
本明細書で言及したローブおよび溝に関して、それらのいずれも、先細になるかまたは先細にならない（すなわち、凹部の中に下がっていく、あるいはビットまたはパンチに沿って下がっていく）ように設けることができ、同様に（すなわち、凹部の中に下がっていく、あるいはビットまたはパンチに沿って下がっていく際に、幅が均一かどうかということに関して）等しいかまたは等しくないように設けることができる。
【００６１】
本発明の具体的な実施形態が示され、説明されているが、当業者は、本発明の精神と範囲から逸脱することなくさまざまな変更を考案してもよいことが想定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【国際調査報告】
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